一段時間內，被測信號有效信號周期個數為，這段時間內被測信號上升沿（或下降沿）的個數減1。用這段時間除以周期個數可以得到信號一個周期的時間，從而得到信號頻率。這“一段時間”我們稱之為“閘門時間”。通常情況下，閘門時間內并不能包含整數個信號周期，簡單進行除法計算會存在較大的誤差。在實際計算過程中，還需要將閘門時間內的起始時間和結束時間去掉，僅用整數倍信號周期的時間進行計算。

如下圖所示，設閘門時間為Tg（9個參考時鐘），閘門時間內上升沿的個數為N（3個），閘門使能時刻到第一個被測信號的上升沿時間為Ts（1個參考時鐘），閘門結束時刻距離最后一個被測信號的上升沿時間為Te（1個參考時鐘）。

信號周期Tc的計算公式為：Tc= (Tg – Ts – Te)/(N-1)

頻率F的計算公式為：F = 1/Tc

測周法

直接測量被測信號的一個周期的時間，叫做測周法。測周法沒有閘門時間的概念，系統僅需要測量兩個上升沿之間的時間直接得到信號的周期，再通過取倒數得到信號的頻率。如下圖所示，可直接得到被測信號的周期Tc。

頻率F的計算公式為:Fs =1/Tc

無論是測頻法還是測周法都需要有一個參考時鐘，它保證了測量結果的精度。測量不同頻率的信號、選擇不同擋位的時基，都不會影響和改變頻率計的測量精度，這就是等精度頻率計。

通常高頻信號適合采用測頻法，低頻信號適合采用測周法。在實際應用中用戶不需要關心到底應該采用哪種測量方法，系統會根據被測信號的頻率特性自動選擇合適的測量方法。

頻率計的性能指標

有效位數

有效位數是指從測量結果的左起第一個非0后的所有位數。

DS70000系列示波器超高的20GSa/s采樣速率實現了采樣點間隔時間分辨率小至50Ps，其內部集成的頻率計依托更小的ΔT誤差和更精確的測量算法，使得測量結果達到了8位有效位數的精度。在實際應用中用戶可以根據實際情況在3bits~8bits有效位數范圍內自由設置。

測量時間

測量時間是指能夠重新獲取一次有效測量結果所需要的時間。

對于測頻法，測量時間等效于閘門時間。DS70000系列示波器能夠在1s內的測量時間提供最大8位有效位數的結果，兼顧了測量速度和測量精度。

對于測周法，測量時間取決于被測信號的周期，被測信號的周期越大測量時間越長，比如測量一個0.1Hz信號，測量時間為10s。

測量誤差

測量誤差主要來自數字量化誤差、邊沿誤判導致的誤差、參考時鐘精度導致的誤差等。

頻率計的統計功能

DS70000系列示波器的頻率計還集成了統計功能，統計結果包括自測量功能開啟后測量結果中的最大值、最小值和平均值。用戶通過觀察統計結果可以清晰地知道在測量的這段時間內測量結果是否存在過大、過小等異常問題。

頻率計的統計功能

如何使用頻率計

正確使用頻率計功能能夠讓您快速、準確地獲取結果，下面以DS70000為例，介紹一下該如何使用示波器的頻率計功能。

總結